ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622.281.742
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-1-5-12
Аннотация
Актуальность работы. Объемы применения анкеров с фрикционным закреплением имеют четкую тенденцию на увеличение. В настоящее время их доля составляет 31% от общего объема используемых анкерных крепей. При этом расширение области применения и повышение эффективности обеспечивается за счет повышения несущей способности анкера – Fш. Повышение достигается за счет использования более качественных сталей или изменения конструкции анкера. Первое направление сопряжено с повышением затрат на изготовление. В связи с этим приоритетным является второе направление. Постановка задачи. Разработанная конструкция усиленного фрикционного анкера имеет в головной части вставку из материала с модулем упругости меньше, чем у стержня анкера. Для расчета несущей способности следует сформировать аналитическую модель, учитывающую особенности внесенных изменений. Новизна. Силовое взаимодействие, соответствующее конструкции усиленного фрикционного анкера, представлено в виде схемы нагружения, в которой действие усиливающей вставки на изгибающий момент в стержне анкера представлено в виде распределенной нагрузки, значение которой определяется через ее модуль упругости. Принятая схема нагружения учитывает особенности совместного упругого деформирования стенки стержня анкера и вставки. Результат. Полученная аналитическая модель позволяет проводить исследования влияния каждого из параметров конструкции на величину нагрузочной способности стержня, установленного в шпур, – Fш. Практическая значимость. Использование предложенной аналитической модели для расчета несущей способности фрикционных анкеров новой конструкции позволяет обоснованно назначать его параметры при разработке паспортов крепления выработок горных пород.
Ключевые слова
комбинированная анкерная крепь, фрикционный анкер, нагрузочная способность, схема нагружения, аналитическая модель
Для цитирования
Исследование силового взаимодействия усиленного фрикционного анкера со шпуром / Неугомонов С.С., Зубков А.А., Самигулин В.А., Кутлубаев И.М. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №1. С. 5-12. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-1-5-12
1. Еременко В.А., Разумов Е.А., Заятдинов Д.Ф. Современные технологии анкерного крепления // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. №12. С. 38-45.
2. Крепление горных выработок в условиях, деформируемых и удароопасных массивов горных пород / Лушников В.Н., Еременко В.А., Сэнди М.П., Бухер Р. // Горный журнал. 2014. №4. С. 37-44.
3. Совершенствование конструкции и технологии установки крепей с фрикционным закреплением / Зубков А.А., Зубков А.В., Кутлубаев И.М., Латкин В.В. // Горный журнал. 2016. №5. С. 48-52.
4. Пат. 158226 РФ. Секция анкерной крепи / Зуб-ков А.А., Зубков А.Е., Мухамедъярова М.С.; заявл. 06.05.2015, опубл. 27.12.2015. Бюл. №36.
5. Обоснование характеристик анкерных крепей фрикционного типа / Зубков А.А., Калмыков В.Н., Кутлубаев И.М., Найденова М.С. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. №10. С. 35-43.
6. Пат. 95029 РФ. Анкерная крепь / Зубков А.А., Зубков А.Е.; заявл. 25.06.2009, опубл. 25.06.2009. Бюл. №16.
7. Пат. 201514 РФ. Фрикционный анкер / Зубков А.А., Кутлубаев И.М.; заявл. 21.07.2020, опубл. 18.12.2020. Бюл. №35.
8. Zubkov A.A., Kutlubaev I.M., Muhamedjarova M. S. Calculation of Load-bearing Capacity of Tubula Anchor of Friction Type // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing. DOI: 10.1088/1755-1315/272/2/022052
9. Evans D.W. Friction bolt assembly. AU 2016369657 B2, Application Date 09.12.2016/
10. Пат. 220177 РФ. Анкер с фрикционным закреплением / Зубков А.А., Зубков Ар.А., Неугомонов С.С., Ибрагимова Г.Р., Сахаров Е.М.; заявл. 30.08.2023, опубл. 30.08.2023. Бюл. №25.
11. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для вузов. 8-е изд., стер. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. 560 с.
12. Способ и устройство определения несущей способности фрикционных анкеров / Неугомонов С.С., Зубков А.А., Кутлубаев И.М., Кульсаитов Р.В. // Горная Промышленность. 2023. №5. С. 83-87.